Повідомлення MAVLink
MAVLink is a very lightweight messaging protocol that has been designed for the drone ecosystem.
PX4 uses MAVLink to communicate with ground stations and MAVLink SDKs, such as QGroundControl and MAVSDK, and as the integration mechanism for connecting to drone components outside of the flight controller: companion computers, MAVLink enabled cameras, and so on.
Ця тема надає короткий огляд основних концепцій MAVLink, таких як повідомлення, команди та мікросервіси. It also links instructions for how you can add PX4 support for:
- Adding Standard Messages
- Streaming MAVLink messages
- Handling incoming MAVLink messages (and writing to a uORB topic)
- Custom MAVLink Messages
INFO
We do not yet cover command handling and sending, or how to implement your own microservices.
Огляд MAVLink
MAVLink - це легкий протокол, який був розроблений для ефективної відправки повідомлень по ненадійним радіоканалах з низькою пропускною здатністю.
Messages are simplest and most "fundamental" definition in MAVLink, consisting of a name (e.g. ATTITUDE), id, and fields containing relevant data. Вони навмисно легкі, мають обмежений розмір і не мають семантики для повторного надсилання та підтвердження. Окремі повідомлення зазвичай використовуються для потокової передачі телеметрії або інформації про стан, а також для надсилання команд, які не потребують підтвердження - наприклад, команд уставки, що надсилаються з високою швидкістю.
The Command Protocol is a higher level protocol for sending commands that may need acknowledgement. Specific commands are defined as values of the MAV_CMD enumeration, such as the takeoff command MAV_CMD_NAV_TAKEOFF, and include up to 7 numeric "param" values. The protocol sends a command by packaging the parameter values in a COMMAND_INT or COMMAND_LONG message, and waits for an acknowledgement with a result in a COMMAND_ACK. Якщо команда не буде отримана, вона буде повторно надіслана автоматично. Note that MAV_CMD definitions are also used to define mission actions, and that not all definitions are supported for use in commands/missions on PX4.
Microservices are other higher level protocols built on top of MAVLink messages. Вони використовуються для передачі інформації, яку неможливо надіслати одним повідомленням, а також для забезпечення таких функцій, як надійний зв'язок. Описаний вище командний протокол є одним з таких сервісів. Others include the File Transfer Protocol, Camera Protocol and Mission Protocol.
MAVLink messages, commands and enumerations are defined in XML definition files. Інструментарій MAVLink включає в себе генератори коду, які створюють з цих визначень специфічні для мови програмування бібліотеки для надсилання та отримання повідомлень. Зверніть увагу, що більшість згенерованих бібліотек не створюють код для реалізації мікросервісів.
The MAVLink project standardizes a number of messages, commands, enumerations, and microservices, for exchanging data using the following definition files (note that higher level files include the definitions of the files below them):
- development.xml — Definitions that are proposed to be part of the standard. The definitions move to
common.xmlif accepted following testing. - common.xml — A "library" of definitions meeting many common UAV use cases. Вони підтримуються багатьма польотними стеками, наземними станціями та периферійними пристроями MAVLink. Польотні стеки, які використовують ці визначення, з більшою ймовірністю будуть взаємодіяти.
- standard.xml — Definitions that are actually standard. Вони присутні на переважній більшості польотних стеків і реалізовані однаково.
- minimal.xml — Definitions required by a minimal MAVLink implementation.
The project also hosts dialect XML definitions, which contain MAVLink definitions that are specific to a flight stack or other stakeholder.
Протокол покладається на те, що кожна сторона комунікації має спільне визначення того, які повідомлення надсилаються. Це означає, що для того, щоб взаємодіяти, обидва кінці комунікації повинні використовувати бібліотеки, створені на основі одного і того ж визначення XML.
PX4 та MAVLink
PX4 releases build common.xml MAVLink definitions by default, for the greatest compatibility with MAVLink ground stations, libraries, and external components such as MAVLink cameras. In the main branch, these are included from development.xml on SITL, and common.xml for other boards.
INFO
To be part of a PX4 release, any MAVLink definitions that you use must be in common.xml (or included files such as standard.xml and minimal.xml). During development you can use definitions in development.xml. You will need to work with the MAVLink team to define and contribute these definitions.
PX4 includes the mavlink/mavlink repo as a submodule under /src/modules/mavlink. This contains XML definition files in /mavlink/messages/1.0/.
Інструментарій збірки генерує заголовні файли MAVLink 2 C під час збірки. The XML file for which headers files are generated may be defined in the PX4 kconfig board configuration on a per-board basis, using the variable CONFIG_MAVLINK_DIALECT:
- For SITL
CONFIG_MAVLINK_DIALECTis set todevelopmentin boards/px4/sitl/default.px4board. You can change this to any other definition file, but the file must includecommon.xml. - For other boards
CONFIG_MAVLINK_DIALECTis not set by default, and PX4 builds the definitions incommon.xml(these are build into the mavlink module by default — search formenuconfig MAVLINK_DIALECTin src/modules/mavlink/Kconfig).
The files are generated into the build directory: /build/<build target>/mavlink/.